ГЛАВА 10

Создание loft-объектов

В этой главе представлена следующая информация о loft-объектах:

• Стратегия создания исходных форм
• Два способа конструирования первоначального loft-объекта
• Создание loft-объекта путем добавления дополнительных форм
• Управление параметрами loft-объекта, определяющими его детали и внешний вид
• Использование специальных инструментов деформации loft-объектов
• Редактирование loft-объектов
• Анимация loft-объектов
• Использование деформации Fit

Перед переходом к собственно созданию loft-объектов необходимо познакомиться с основными концепциями их создания.

Концепции создания loft-объектов

В течение всей жизни 3D Studio MAX в качестве аналогии для лофтинга неоднократно использовалось описание строительства корпуса судна. Да, путь лофтинга можно считать килем, а формы для лофтинга -ребрами судна, которые размещаются вдоль киля. К сожалению такое описание предполагает ограниченный подход к лофтингу, поскольку подобный подход несправедлив по отношению к опциям моделирования, имеющимся для loft-объектов.

Другим способом рассмотрения процесса лофтинга является анализ метода, в соответствие с которым разработчики и скульпторы создают учебные модели. Эти профессионалы используют форму пространственных эскизов для построения трехмерных моделей путем расположения линий в пространстве. Линии обычно принимают вид поперечных сечений объекта и удерживаются на месте при помощи основной линии. В ходе разработки образуется поверхность за счет заполнения промежутков между поперечными сечениями скульптурным материалом (подобным глине) или посредством растяжения на поперечных сечениях пленки (подобной ткани, смоченной в гипсе).

Создание loft-объектов происходит во многом аналогично. Создается основная линия (путь) для поддержания любого количества поперечных сечений (форм). При редактировании пути и форм для отображения поверхности в виде проволочного каркаса или в затененном виде можно использовать параметры поверхности для лофтинга.

Терминология для loft-объектов

Наряду с основными терминами, описывающими объекты Shape (форма), loft-объекты используют специальную терминологию. Приведенные ниже определения дают обзор терминологии для форм при применении их к loft-объектам, и вводят для loft-объектов новые специфичные определения. Подробные определения для терминов формы содержатся в главе 9.

• вершины. Определяют формы поперечного сечения и пути. Вершины могут иметь свойства Corner, Smooth и оба типа Bezier. Вершины также имеют специальное значение, когда они определяют уровни пути.
• сегменты. Часть сплайна между двумя вершинами. Управление кривизной сегментов сплайна выполняется за счет изменения свойств вершин на любом конце сегмента или свойств самого сегмента.
• шага. Количество делений сегмента, используемое для представления кривой. Количество шагов определяет гладкость и плотность каркаса поверхности для лофтинга. Loft-объекты для пути и форм поперечного сечения используют свои собственные установки шагов, игнорируя установки интерполяции самих форм.
• сплайны. Совокупность соединенных сегментов. Сплайны представляют собой тип гладкой настраиваемой кривой, но в 3DS МАХ входят опции для вставки углов и определения линейных сегментов.
• формы. Совокупность сплайнов определяет объект формы. Форма пути может содержать только один сплайн. Формы поперечного сечения могут содержать любое количество сплайнов до тех пор, пока все эти формы на пути будут содержать одинаковое количество сплайнов. В loft-объектах формы становятся подобъектами.
• пути. Описывают одну форму, определяющую основную линию loft-объекта.
• уровень. Промежуточные положения вдоль пути лофтинга. По крайней мере каждая вершина пути определяет некоторый уровень. Расположения форм и точек управления деформацией могут определять дополнительные уровни.
• Точка управления. Вершины на кривых деформации. Точки управления выглядят и ведут себя подобно вершинам формы с некоторыми дополнительными ограничениями при их использовании.
• Кривая деформации. Определяет основную форму loft-объекта путем размещения форм на пути. Разрешает дальнейшую модификацию loft-объекта с помощью кривых деформации для настройки масштаба, угла и размера форм.
• Первая вершина. У всех форм имеется первая вершина. 3DS МАХ строит поверхность лофтинга посредством согласования первых вершин каждой формы пути и растягивания оболочки от первой до последней вершины. Управлять таким процессом можно, выбрав способ выстраивания этих вершин.

Создание исходных форм для поперечных сечений и путей

Можно использовать практически любую форму в качестве исходной для поперечного сечения или пути. Путем соблюдения ряда ограничений и предложенных методов при создании исходных форм для loft-объектов можно значительно приблизиться к успеху.

Формы пути имеют только одно ограничение - они могут содержать исключительно один сплайн. 3DS МАХ отказывается принимать любую форму, содержащую в качестве пути более одного сплайна (например, пончик). Если предпринимается попытка создания loft-объекта и 3DS МАХ не воспринимает форму, которую необходимо использовать для пути, убедитесь в том, что необходимый путь не является частью формы, включающей множеством сплайнов.

К формам поперечного сечения применяются два ограничения. Все формы на пути должны содержать одинаковое количество сплайнов, что не является серьезным ограничением, как это может показаться. Просто создайте то, что выглядит как одна форма, разделите ее на множество форм путем создания "одной формы" из серии несоединенных сплайнов. На рисунке 10.1 показана вилка, созданная с использованием этого метода. Формы, образующие ручку вилки, состоят из двух сплайнов. Наличие одного сплайна для левой и правой стороны позволяет loft-объекту разделяться, когда он достигает зубьев вилки.

Все формы на пути должны иметь одинаковый порядок вложения. Если первая форма на пути содержит два сплайна внутри другого сплайна, все формы на пути должны содержать два сплайна внутри другого сплайна. Это ограничения можно обойти с помощью открытия внешнего сплайна. Разомкнутые сплайны не вкладываются даже в том случае, если их конечные точки касаются. Странный объект на рисунке 10.2 показывает использование такого метода. Внешний прямоугольник формы для лофтинга был разомкнут за счет разрыва угловой вершины с использованием модификатора Edit Spline.

Во избежание ограничений на количество сплайнов и порядок вложения в оба упомянутые метода входит использование форм, содержащих разомкнутые сплайны. Основным недостатком использования разомкнутых сплайнов является то, что на них нельзя создать наконечники посредством параметров создания наконечников для loft-объекта. Если необходимо создать наконечники на loft-объектах с разомкнутыми сплайнами, рассмотрите применение следующих методов:

• Создайте другие объекты, выполняющие роль наконечников, и затем сгруппируйте, свяжите или присоедините их к loft-объекту.
• Примените к loft-объекту модификатор Edit Mesh и вручную постройте грани для наконечника. Использование модификатора Edit Mesh рассматривается в главе 12 "Моделирование подобъектов".
• Используйте деформацию масштабирования для грубого масштабирования формы для лофтинга до нуля процентов на концах loft-объекта. Деформация масштаба loft-объекта рассматривается в этой главе в разделе "Использование деформации масштаба".

В последующих разделах представлены другие методы, позволяющие сделать моделирование loft-объектов более успешным.

Трансформация форм

Крупным источником замешательства при создании loft-объектов являются эффекты трансформаций, применяемых к исходным формам. Трансформации, примененные к формам на уровне объекта, игнорируются при добавлении формы к loft-объекту.

За исключением перемещения и вращения первой формы, использованной для создания loft-объекта, трансформации формы не являются частью объекта. В главе 1, "Основные концепции 3D Studio МАХ", рассматривается потоковая схема объекта и то, как информация об объекте распространяется от базовых параметров через модификаторы на трансформации и, в конце концов, на исказители пространства. При использовании в лофтинге формы после применения модификаторов формы и перед тем, как форма трансформируется потоковая схема будет разделяться. Трансформации, подобные Move (переместить). Rotate (вращать) и Scale (масштабировать) в loft-объект с формой не перемещаются.

В случае применения трансформаций к объектам формы, которые будут использоваться в качестве форм для лофтинга, используйте следующие правила:

• Для размещения форм в удобных местах на сцене используйте Move и Rotate. Помните, что перемещение и вращение формы не влияет на то, как она поведет себя в loft-объекте.
• Никогда не масштабируйте форму! Это хороший совет практически для любого объекта, но это имеет особенно важное значение для форм, использованных в loft-объектах. Коэффициент масштабирования не переносится в loft-объект. Форма появляется в loft-объекте, используя свой первоначальный не масштабированный размер.

При необходимости выполнять Move, Rotate или Scale для формы в качестве части конструкции loft-объекта доступно несколько способов.

• Изменяйте базовые параметры Многие функции масштабирования можно обрабатывать путем изменения параметров формы. Вместо использования масштабирования изменяйте радиус круга или высоту спирали. #
• Применяйте модификатор Xform В любой момент, когда требуется перемещать, вращать или масштабировать объект, используйте модификатор XForm. Поскольку XForm является модификатором, он переносит в loft-объект эффект перемещения, вращения или масштабирования.
• Используйте режим Sub-Object лофтинга Вы можете использовать перемещение, вращение или масштабирование как операцию, примененную к подобъекту внутри loft-объекта. Щелкните на кнопке Sub-Object и трансформируйте формы на пути лофтинга. Эти трансформации переносятся внутрь loft-объекта.
• Применяйте модификатор Edit Spline Используя режим подобъекта Edit Spline, можно перемещать, вращать или масштабировать такие подобъекты, как вершины или сплайны. Применяемый для этого метод зависит от стиля моделирования и от того, что пытаются сделать с loft-объектом. В любом случае не трансформируйте формы на уровне объекта и не ожидайте, что трансформация будет верна при лофтинге.

Создание форм на месте

Исходные формы для loft-объектов можно создавать в любом видовом окне и придавать им любую ориентацию. Loft-объекты собираются через локальную систему координат, поэтому 3DS МАХ не заботится о том, в каком видовом окне эти формы создаются. Однако полезно следовать нескольким методам предсказуемого размещения форм для лофтинга.

Генерация поверхности лофтинга начинается с первой вершины пути и продолжается до конечной вершины. Формы помещаются на путь так, что их локальная ось Z является касательной к пути и указывает направление на конец пути. То, что можно рассматривать как грань или переднюю часть формы указывает на конец пути. Используя эту информацию, легко сформулировать несколько полезных правил:

• Рисуйте форму пути от основания loft-объекта до его верхушки; для горизонтальных объектов рисуйте путь от задней части объекта к передней.
• Рисуйте формы в видовом окне, которое наиболее близко согласуется с видом сверху или видом спереди объекта.

Рисование форм пути и поперечного сечения в одном и том же виде может затруднить прогноз того, как будут выравниваться формы и путь. Для создания форм и пути используйте различные виды. Последующие примеры помогают проиллюстрировать это понятие.

Представьте себе, что необходимо создать loft-объект простой колонны. Основание колоны и капитель используют квадраты, а остальная часть использует круг. Большинство колонн (если вы только не моделируете руины) стоят вертикально на плоскости подложки. Хорошим подходом для расположения форм для колонны является выполнение следующих шагов:

1. Создавайте путь для колонны на виде Front. Начните с низа видового окна возле плоскости подложки и завершайте в верхней части окна.
2. Создавайте формы поперечного сечения на виде Тор. Создание форм поперечного сечения на виде сверху ориентирует грань форм в том же направлении, что и верхушка колоны.

Затем выполните лофтинг некоторого текста, который следует за колонной. В этом случае путь проходит горизонтально. Располагайте loft-объект текста следующим образом:

1. Создайте на виде сверху путь, проходящий от задней части к передней. Начинайте возле верха видового окна (задняя часть) и завершайте по направлению к нижней части видового окна (передняя часть).
2. Создайте текст на виде спереди. И снова, передняя часть текста ориентируется в направлении передней части loft-объекта.

После некоторой практики можно быстро почувствовать совместную работу форм и путей и с уверенностью предсказывать ориентацию loft-объектов.

Изменение точки вращения формы поперечного сечения

После добавлении к loft-объекту форм поперечного сечения форма помещается на путь, проходящий через место расположения точки вращения формы. За счет перемещения точки вращения можно предварительно установить точку, в которой путь пересекает форму поперечного сечения.

Например, представим, что вдоль пути выполняется лофтинг серии звезд, и требуется, чтобы путь проходил через верхнюю точку каждой звезды. Для перемещения точки вращения каждой звезды перед добавлением ее к loft-объекту используется кнопка Affect Pivot Only (влиять только на точку вращения) в панели Hierarchy (иерархия). При использовании Get Shape (получить форму) для добавления звезд к лофтингу путь проходит через точку вращения формы. На рисунке 10.3 показана форма для лофтинга с первоначальным расположением точки вращения и что происходит в случае изменения расположения точки вращения и повторного получения формы.

Расположение точки вращения анализируется только во время добавления формы к loft-объекту. Изменение положения точки вращения после добавления формы к loft-объекту не имеет эффекта.

Ориентация точки вращения формы также игнорируется loft-объектом. Вращение точки вращения формы не оказывает влияния, когда форма добавляется к объекту. При вращении формы в локальной системе координат и необходимости показать это вращение в loft-объекте форму следует вращать на уровне подобъ-ектов.

Методы создания loft-объектов

После создания исходных форм можно создавать loft-объект. Доступ к методам создания loft-объектов можно получить посредством щелчка на кнопке Geometry (геометрия) в панели Create и выбора Loft Object из списка категорий. Если форма не выбрана, кнопка Loft неактивна. Если форма выбрана, можно щелкнуть на кнопке Loft для отображения свитка Creation Methods (методы создания), показанного на рисунке 10.4.

Первыми двумя формами, используемыми для создания loft-объекта, должны быть форма пути и форма поперечного сечения. После них можно добавлять дополнительные формы поперечного сечения и даже заменять форму пути. Ниже приведены основные шаги для создания loft-объекта:

1. Создайте исходные формы.
2. Выберите форму для начала loft-объекта.
3. Первая форма имеет очень важное значение, поскольку устанавливает положение и ориентацию loft-объекта.
4. Выполните доступ к Creation Methods для loft-объекта.
5. Получите форму пути или поперечного сечения.

Выборы в этом свитке определяют метод клонирования формы и с чего начинать - с формы пути или с формы поперечного сечения.

Как начать с формы

Если необходимо начать с выбранной формы, которая будет первым поперечным сечением на пути, щелкните на кнопке Get Path (получить путь) для выбора формы пути. Щелкните на Get Path, если требуется создать loft-объект, используя положение и ориентацию выбранной формы поперечного сечения. При щелчке на Get Path происходит переход в режим выбора, в котором можно выбрать только одну форму. Курсор будет изменять свой вид на курсор Get Path каждый раз при попадании на действительную форму пути. При щелчке на форме посредством курсора Get Path эта форма воспринимается как путь loft-объекта.

Выбранная в качестве пути форма перемещается к точке вращения и вращается для выравнивания с первоначальной системой координат выбранной формы. Используйте такой метод при создании или выравнивании формы в точности там, где следует расположить основание loft-объекта. После этого для получения пути для формы выполняйте Get Path.

Например, может потребоваться получить loft-объект крышки люка проектируемого космического корабля. Создайте контурную форму крышки и используйте Normal Align (нормальное выравнивание) для выравнивания формы с поверхностью корабля. Выполните Get Path, чтобы начать построение loft-объекта в месте расположения формы. На рисунке 10.5 показаны шаги, обеспечивающие решение примера.

Как начать с пути

Если необходимо начать с выбранной формы, используемой в качестве пути, щелкните на кнопке Get Shape для выбора формы поперечного сечения. Щелкните на Get Shape, если хотите создавать loft-объект, используя положение и ориентацию выбранной формы пути.

При щелчке на Get Shape происходит переход в режим выбора, в котором можно выбрать только одну форму. Курсор изменяет свою форму на Get Shape каждый раз, когда находится над действительной формой пути. При создании loft-объекта впервые каждая форма является действительной формой поперечного сечения; только при добавлении дополнительных форм к пути начинают появляться недействительные формы поперечного сечения (см. раздел "Добавление форм к пути" позже в этой главе). Щелчок на форме при отображении Get Shape воспринимает эту форму как поперечное сечение на пути.

ПРИМЕЧАНИЕ

Выбранная в качестве поперечного сечения форма перемещается и вращается для выравнивания с выбранным путем. Используйте этот метод при создании или выравнивании формы пути в точности там, где необходимо поместить loft-объект. После этого используйте Get Shape, чтобы получить поперечное сечение для пути. Например, может потребоваться создать loft-объект пружины для катушки амортизатора. Создайте спираль в качестве пути пружины и разместите ее вокруг цилиндра амортизатора. Выполните Get Shape для получения поперечного сечения для пути. На рисунке 10.6 показаны шаги, приводящие к решению этого примера.

ПРИМЕЧАНИЕ

Выбор метода клонирования

При доставке форм в loft-объект требуется принять решение о том, будет ли форма поглощаться в loft-объекте либо клонироваться в виде копии или экземпляра. Произведенный выбор оказывает влияние на последующее редактирование loft-объекта. Не следует сильно беспокоиться о том, что будет сделан неправильный выбор; 3DS МАХ имеет множество опций, которые можно использовать, если позже изменить свое решение.

Создание экземпляров первой формы

Перед щелчком на Loft необходимо выбрать объект формы. Выборы, сделанные после щелчка на Loft, определяют становится ли выбранная форма формой пути или формой поперечного сечения. Независимо от того, что выполняется, в loft-объект помещается экземпляр выбранной формы.

Loft-объект и первоначальная форма занимают на сцене одно и то же пространство. При перемещении loft-объекта в другое место на сцене, первоначальная форма остается позади.

После создания loft-объекта следует переместить первоначальную форму в новое место с целью упрощения ее нахождения. Перемещение первоначальной формы также предотвращает случайный совместный выбор loft-объекта и формы в случае, если необходимо модифицировать только loft-объект.

Выполнение Move, Instance и Copy

При использовании кнопок Get Path или Get Shape для добавления форм к loft-объекту можно задать, должны ли добавленные формы перемещаться, копироваться или будут создаваться их экземпляры в loft-объекте.

• Переместить (Move). Первоначальная форма перемещается в loft-объект и перестает существовать как независимый объект. После перемещения формы в loft-объект форму можно редактировать только в режиме Sub-Object из Loft. В то время, как выбор Move может показаться привлекательным для целей упорядочивания сцены, это может привести к трудностям при необходимости дальнейшего редактирования формы. Используйте Move только в случае, если есть достаточная уверенность в том, что в форме не нужно будет производить дополнительные изменения.
• Копировать (Copy). В loft-объект помещается копия первоначальной формы. Копия и оригинал не имеют никаких совместно используемых соединений. Такого выбора следует избегать по той же причине, по которой избегают использования Move. Единственное отличие состоит в том, что Сору оставляет первоначальную форму на сцене для использования с другими объектами.
• Создать экземпляр (Instance). В loft-объект помещается экземпляр первоначальной формы. Любое последующее изменение первоначальной формы отражается на экземпляре внутри loft-объекта. Создание экземпляра устанавливается по умолчанию и предпочтительно при добавлении форм в loft-объект. Если требуется редактировать формы для лофтинга, вместо этого можно редактировать экземпляры и наблюдать изменения, появляющиеся в loft-объекте. Loft-объект и его экземпляры в конце концов могут создать беспорядок на сцене. Ликвидировать подобный беспорядок можно за счет скрытия форм или удаления их после окончания моделирования loft-объекта.

Перемещение из панели Create в панель Modify

После создания базового loft-объекта (путь с одной формой) можно продолжать добавлять дополнительные формы и изменять параметры поверхности и оболочки, хотя для завершения объекта обычно удобнее перейти к панели Modify. Применим любой метод, который покажется удобным, но использование панели Modify имеет следующие преимущества:

• Не нужно беспокоиться о покидании режима создания при щелчке на трансформации или любой другой кнопке линейки инструментов.
• Панель Modify отображает Loft Parameters каждый раз при выборе Loft.
• Режим Sub-Object можно использовать только в панели Modify.
• Деформации Loft можно использовать только в панели Modify.

Панель Modify обеспечивает более стабильную среду с большим количеством характеристик для завершения loft-объекта. На рисунке 10.7 сравниваются Loft Parameters в панелях Create и Modify.

Создание loft-объектов со множеством форм

Многие loft-объекты создаются при помощи одной формы на пути, но можно создать более интересные и сложные объекты, поместив на путь множество форм, как показано на рисунке 10.8.

В последующих разделах представлены команды и методы, которые следует знать для успешного создания loft-объектов со множеством форм. Основные проблемы при этом заключаются в добавлении форм в указанные места на пути, использование форм различного вида и метод создания такой формы, которая выглядит разделенной на две.

Добавление форм к пути

Добавлять формы к loft-объекту можно в режиме создания или позже путем выбора loft-объекта и доступа к его параметрам из панели Modify. Ниже приведена процедура добавления форм к пути для лофтинга:

1. Установите уровень текущего пути в свитке Path Parameters для указания того, в каком месте пути будет добавляться форма.
2. Щелкните на Get Shape в свитке Creation Methods.
3. Установите метод клонирования Move, Сору или Instance.
4. Выберите форму.

Установка уровня пути

Устанавливайте место добавления формы на пути, через опции свитка Path Parameters (см. рис. 10.9). Текущий уровень пути представляется небольшим символом Х на пути.

Текущий уровень пути устанавливается с помощью ввода значения в поле Path. Это значение может указываться в виде процента длины пути или как абсолютное расстояние вдоль пути. Установка используемого метода производится посредством нажатия на кнопки Percentage (процент) или Distance (расстояние) в свитке Path Parameters.

• Выберите Percentage для ввода значений от 0 до 100 процентов длины пути.
• Выберите Distance для ввода значения в текущих единицах для указания расстояния, измеренного от первой вершины пути.

Независимо от метода, используемого для добавления формы к пути, форма всегда хранится с помощью процентного метода. При изменении длины пути формы перемещаются для сохранения своего процента пути даже в том случае, если они размещаются через задание абсолютного расстояния.

Встречаются ситуации, в которых необходимо знать длину сплайна. В настоящее время единственным способом считывания длины сплайна в 3DS МАХ является использование свитка Path Parameters для Loft. Для измерения длины сплайна:

1. Сделайте копию формы, которую требуется измерить.
2. Выберите форму и щелкните на Loft в панели Create.
3. Щелкните на Get Shape и затем на любой форме сцены.
4. Выберите опцию Distance из свитка Path Parameters и перетащите счетчик Path в максимальное значение.

В обеих режимах Distance и Percentage можно отметить флажок Snap для задания значения фиксации Distance или Percentage. К сожалению способа фиксации к вершинам пути не существует.

Использование Get Shape

После установки уровня пути щелкните на Get Shape для выбора формы для размещения на этом уровне. При щелчке на Get Shape происходит переход в режим выбора, в котором каждый раз можно выбрать одну форму. При каждом нахождении курсора над действительной формой поперечного сечения он изменяется на вид Get Shape. Действительные формы определяются как формы, содержащие такое же количество сплайнов и такой же порядок вложения, которые использовала первая форма для создания loft-объекта.

Применение Get Shape на уровне, на котором уже существует форма на пути, приводит к замене текущей формы на новую. Если решение изменяется в пользу форм с различным количеством сплайнов или с различным порядком вложения, следует вначале удалить из пути все текущие формы.

Навигация по уровням путей

После размещения на пути нескольких форм оставшиеся три кнопки в свитке Path Parameters можно применять для навигации по уровням пути, содержащим формы.

• Следующая форма (Next Shape). Выполняет перемещение вдоль пути вперед к уровню следующей формы.
• Предыдущая форма (Previons Shape). Выполняет перемещение вдоль пути назад к уровню предыдущей формы.
• Выбрать форму (Pick). Щелкните на любой форме на пути для перехода к уровню этой формы.

Основной смысл использования этих элементов управления заключается в быстром переходе к уровню формы для ее замены через операцию Get Shape.

Изменение одной формы на другую

Обычно при создании loft-объекта на пути размещается множество форм различного вида. Например, легко создать loft-объект отвертки посредством комбинации кругов, квадратов и специализированных форм. На пути можно разместить практически любую форму и 3DS МАХ вычислит способы генерирования поверхностей между ними.

Согласование первой вершины

3DS МАХ создает поверхности для лофтинга за счет согласования первых вершин каждой формы. Если первые вершины не совпадают, на поверхности появляется скручивание по мере сдвига ребер от вершины к вершине. На рисунке 10.10 показаны два loft-объекта для демонстрации различий между не выровненными и выровненными первыми вершинами. Ниже перечислены способы выравнивания первых вершин loft-объектов:

• Примените к каждой форме Edit Spline. Используйте кнопку Make First в свитке Edit Vertex для присвоения новой первой вершины, которая выравнивается с другими формами. Обратитесь к главе 9, в которой приведена информация по использованию Edit Spline.
• Выберите Shape в режиме Sub-Object модификатора Loft в рамках панели Modify. Выберите формы на пути и вращайте их до тех пор, пока вершины не станут выровнены. Трансформация форм не уровне подобъектов рассматривается в этой главе позже.

Иногда для достижения результата потребуется применять комбинацию обеих технологий.

Согласование вершин

В каждой используемой в loft-объекте форме поперечного сечения может содержаться неодинаковое количество вершин. 3DS МАХ может выполнять интерполяцию между формами с различным количеством вершин. Эта характеристика весьма полезна при создании loft-объекта, но для получения максимального управления поверхностью лофтинга обычно необходимо согласовать количество вершин и их положения между формами.

Если формы пути не являются регулярными или имеют сильно изменяющиеся количества вершин, оболочка лофтинга может перекручиваться и растягиваться непредсказуемым образом. Подобное перекручивание оболочки лофтинга может привести к аномалиям визуализации и вызывать трудности при модификации loft-объекта через другие модификатора Рисунок 10.10 демонстрирует эффект перекручивания поверхности лофтинга из-за использования нерегулярных форм с изменяющимся количествами вершин.

Нельзя ожидать, что при создании loft-объектов будут использоваться только регулярные формы или формы с одинаковым количеством вершин, но на основе анализа оболочки лофтинга можно принять решение о том, где потребуется редактирование форм для улучшения поверхности. Основным методом улучшения оболочки лофтинга является вставка вершин в формы лофтинга для управления генерацией оболочки.

На рисунке 10.11 показан loft-объект, использующий две достаточно нерегулярные формы. Объект слева для интерполяции от четырех вершин круга к 12 вершинам креста использует установки 3DS МАХ по умолчанию. Интерполяция создает на левом объекте несколько нерегулярную поверхность. Объект справа использует Edit Spline для добавления вершин к кругу с целью их согласования с вершинами креста. Правый объект имеет более регулярную поверхность.

Комбинирование разомкнутых и замкнутых форм

Имеется возможность создавать loft-объекты с использованием форм, которые переходят от разомкнутых к замкнутым. Такой метод полезен для моделирования объектов, поверхность которых имеет разрезы и разрывы. При комбинировании разомкнутых и замкнутых форм в одном и том же loft-объекте необходимо помнить следующее:

• Все формы в loft-объекте должны содержать одинаковое количество сплайнов. Замкнутая форма является одиночным сплайном. Если разомкнутая форма имеет только одно отверстие, она также является одиночным сплайном.
• Если требуется применять формы со множеством отверстий, необходимо разделить замкнутые формы на равное количество сплайнов. Детали этого метода рассматриваются в следующем разделе.
• Первая вершина на одном из концов разомкнутой формы согласовывается с первой вершиной замкнутых форм, что увеличивает важность согласования места расположения первых вершин при комбинировании разомкнутых и замкнутых форм в рамках одного loft-объекта.

На рисунке 10.12 показан пример комбинирования разомкнутых и замкнутых форм в одном loft-объекте.

Разделение одного сплайна на два

Другим полезным методом лофтинга является разделение loft-объекта, имеющего вид одной формы, на множество форм. При этом нельзя нарушать правило, требующее чтобы каждая форма в loft-объекте содержала одинаковое количество сплайнов; вместо этого прибегните к небольшой уловке. Разделение loft-объекта основано на делении того, что должно выглядеть одним сплайном, на использовании Edit Spline для деления того, что выглядит как один сплайн на множество сплайнов. Последнее выполняется через Break (разорвать) в свитках Edit Vertex или Edit Segment модификатора Edit Spline.

Помните, что Edit Vertex разделяет сплайн, не изменяя его места расположения или кривизны. Поведение Break различно в зависимости от того, из какого свитка модификатора Elit Spline он используется - Edit Vertex или Edit Segment.

• В свитке Edit Segment Break вставляет вторую вершину возле выбранной вершины и разрывает сплайн между этими двумя вершинами. Используйте такой метод, если сплайн уже содержит удобную для разрыва точку.
• В свитке Edit Segment Break вставляет две вершины возле точки, на которой выполняется щелчок, и разрывает сплайн между этими двумя вершинами. Используйте данный метод, если необходимо разорвать сплайн в середине сегмента.

Детали применения команды Break представлены в главе 9. Для разделения loft-объекта, состоящего из одного сплайна, на множество сплайнов выполните следующее:

1. Создайте все формы, необходимые для Loft-объекта.
2. Подсчитайте количество сплайнов в форме, содержащей наибольшее их количество.
3. Примените Edit Spline к оставшимся формам и используйте Break из свитка Edit Segment для деления форм на одинаковое число сплайнов.
4. Выберите путь и формы для loft-бъекта.

Ключ к качеству работы указанного метода состоит в выборе точек разрыва и первых вершин для всех сплайнов. Поскольку работа выполняется со множеством сплайнов в каждой форме, необходимо согласовать первые вершины всех сплайнов одной формы с учетом согласования сплайнов следующей формы на пути. На решение о том, где разорвать сплайн и где разместить первые вершины оказывают влияние две основные проблемы.

• Размещайте первые вершины в форме как можно ближе для согласования первых вершин в следующей форме.
• Разделяйте сплайны для уничтожения любой двусмысленности в переходе оболочки лофтинга от одной формы к другой. Этот шаг часто требует деления сплайнов на большее количество частей, чем кажется необходимым.
• Во избежание скручивания выполните согласование первых вершин всех сплайнов внутри формы.

Этот метод весьма хитроумен и не подходит для людей со слабым сердцем, но позволяет получать невероятное количество loft-моделей.

К loft-объекту потребуется применить модификатор Edit Mesh, поэтому можно объединить швы, созданные всеми разделенными формами, и унифицировать нормали. Детали, связанные с использованием Edit Mesh, рассматриваются в главе 13, "Каркасное моделирование".

Управление поверхностью лофтинга

В предыдущем упражнении выполнялась отметка опции для отображения оболочки лофтинга в видовых окнах с проволочными каркасами. Свиток Skin Parameters (параметры оболочки) содержит много опций, влияющих не только на отображение оболочки лофтинга, но и на плотность каркаса и используемые методы интерполяции. Второй список, называемый Surface Parameters (параметры поверхности), содержит опции для управления способами визуализации поверхности лофтинга. Оба свитка показаны на рисунке 10.13.

Установка деталей оболочки

Некоторые из самых важных решений, принимаемых для loft-объектов, касаются плотности каркаса поверхности (или оболочки). Как упоминалось в предыдущих главах, когда принимается решение о сложности loft-объекта необходимо сделать выбор из ряда компромиссов.

• Плотные каркасы показывают большее число деталей, чем разреженные.
• Плотные каркасы деформируются более однородно, чем разреженные.
• Плотные каркасы визуализируются в более гладкий профиль, чем разреженные.
• Разреженные каркасы используют меньше памяти и отображаются быстрее плотных.
• С разреженными каркасами как правило проще и быстрее работать, нежели с плотными.
• Разреженные каркасы визуализируются быстрее плотных.

Лучшее решение достигается путем создания как можно более разреженных каркасов, удовлетворяющих требованиям проекта по деформации и визуализации. Также можно использовать модификатор Optimize для отображения модели с низкой разрешающей способностью во время моделирования и сохранить модель с высокой разрешающей способностью для окончательной визуализации. Обратите внимание на главу 15, "Использование усовершенствованных модификаторов", в которой приведена информация о модификаторе Optimize.

Отметим, что многие рассматриваемые ниже установки подобны опциям, устанавливаемым в свитке Shape Interpolation (интерполяция формы) при создании форм. Помните, что установки интерполяции не используются при установке форм для loft-объекта. Вместо этого loft-объект перекрывает установки интерполяции форм своими собственными установками. По этой причине можно использовать установку интерполяции Adaptive, работать с самыми гладкими формами и управлять плотностью каркаса через опции лофтинга.

Все последующие параметры находятся в свитке Skin Parameters для loft-объектов.

Установка шагов пути и интерполяция уровней пути

Path Steps устанавливает количество интерполированных шагов между каждым уровнем пути лофтинга. Уровни пути и Path Steps объединяются для определения количества делений вдоль пути во многом подобно тому, как высота сегментов определяет число делений вдоль высоты цилиндра. Чем больше количество шагов и уровней на пути, тем плотнее оказывается заключительный каркас.

Управление тем, как уровни пути влияют на оболочку, выполняется при помощи опции Adaptive Path Steps. В случае отметки опции Adaptive Path Steps уровень вдоль пути создается в следующих местах:

• В каждой вершине формы пути.
• В месте расположения каждой формы на пути.
• В каждой точке управления кривой деформации лофтинга.

Если Adaptive Path Steps не отмечен, уровни пути создаются только в вершинах пути, обеспечивая более эффективную поверхность. Однако можно потерять детали, если формы не расположены возле вершины или возле промежуточной установки шага.

Идея, на которой основана опция Adaptive Path Steps, заключается в автоматическом создании уровней там, где они необходимы. 3DS МАХ предполагает, что при размещении формы возле определенной точки вдоль пути, вставки вершины или точки управления, эта форма или точка должны оказаться важными характеристиками и их необходимо точно представлять на поверхности лофтинга. Это общий случай, но Adaptive Path Steps иногда может создавать больше уровней пути, чем это необходимо. Примером является такое расположение вершин на пути, когда они не совпадают с важными местами расположения форм в loft-объектах. В таких случаях уровни создаются возле расположении вершин и форм, а уровни вершин, возможно, не потребуются. На рисунке 10.14 показан один и тот же loft-объект при отмеченном и неотмеченном Adaptive Path Steps. Оба loft-объекта используют установку Path Steps по умолчанию, равную 5.

После принятия решения о способе обработки уровней пути установите поле Path Steps так, чтобы оно указывало, сколько необходимо промежуточных делений между каждым уровнем. Чем больше это значение, тем более гладкой выглядит кривые пути, представленные в оболочке лофтинга. При установке пути полезно рассмотреть следующие рекомендации:

• Устанавливайте меньшее количество шагов, если путь имеет мало кривых.
• Устанавливайте меньшее количество шагов при отмеченном Adaptive Path Steps.
• Устанавливайте большее количество шагов, если планируется деформировать loft-объект посредством кривых деформации или модификаторов.
• Устанавливайте большее количество шагов в случае неотмеченного Adaptive Path Steps.

Одной из характеристик, пропущенных в уравнении для шагов пути, является опция Optimize. Если вы помните главу 9, отметка Optimize удаляет промежуточные шаги из прямых сегментов. Если нужно сделать поверхности loft-объекта как можно более эффективными, для моделирования оптимизации на пути можно использовать один из следующих методов:

• Edit Spline Применяйте к пути Edit Spline и используйте Refine из свитка Edit Vertex для добавления дополнительных вершин вдоль искривленных сегментов. После добавления вершин число шагов пути можно уменьшить практически до нуля. Дополнительные вершины, добавленные к пути, обеспечивают детали поверхности возле кривых, а уменьшенное количество шагов пути оптимизирует прямой участок пути. Преимуществом такого метода является то, что можно точно видеть, где на пути добавляются дополнительные вершины, и то, что этот метод работает независимо от активности Adaptive Path Steps. Самым большим недостатком является то, что добавленные вершины трудно перемещать, если позже решение изменяется.
• Кривая деформации loft-объекта Используйте кривую деформации для добавления дополнительных уровней в случае отмеченного Adaptive Path Steps. Подробная информация об использовании кривых деформации приводится позже в этой главе. Хитрость состоит в том, чтобы применить для вставки дополнительных уровней кривую деформации, которая иначе не может быть использована. Для точек управления оставьте значения по умолчанию для предотвращения того, чтобы кривая деформировала loft-объект и уменьшала установку Path Steps. Например, можно вставить точки управления в кривую деформации Teeter (колебание), но оставить значение точек управления равным нулю градусов колебания. Teeter - хороший выбор для этого метода, поскольку практически никто не использует деформацию колебанием. Основными преимуществами подобного метода является то, что точки управления можно легко перемещать и удалять в случае изменения решения о том, куда необходимо поместить уровень, и то, что с точками управления можно выполнять анимацию. Относительно небольшой недостаток заключается в том, что расположение точек управления указывается в процентах вдоль пути, а не при помощи точного расположения.

Установка шагов формы и оптимизация

Поле Shape Steps (шаги формы) и флажок Optimize Shapes (оптимизировать формы) устанавливают количество интерполированных шагов между каждой вершиной формы поперечного сечения. Эти параметры применяются ко всем формам пути и перекрывают шаги и установки оптимизации в базовых параметрах каждой формы. Дополнительная информация приводится в разделе "Шаги и оптимизация" главы 9.

Отметка Optimize Shapes при наличии искривленных и линейных форм на пути может создать интересные результаты, поскольку 3DS МАХ пытается построить поверхность между формами с весьма различным количеством шагов. Использование в таких ситуациях Optimize Shapes уменьшает сложность поверхности, но может создать трудности при деформации каркаса.

Создание наконечников

Параметры создания наконечников определяют, покрывает ли 3DS МАХ концы loft-объекта и конструкцию этих концов. Поскольку 3DS МАХ является системой моделирования поверхности, все, что создается, является полым. Иллюзия цельности создается за счет создания наконечников на концах объектов. Если необходимо, чтобы объект выглядел открытым и полым, не отмечайте параметр создания наконечников.

При этом можно выбирать между двумя методами создания наконечников Morf и Grid. Создание наконечников посредством Morf использует меньше граней, но несколько хуже, чем создание наконечников при помощи Grid. Если в качестве целей морфинга планируется использовать варианты loft-объекта, создание наконечников через Morf необходимо.

Если не покрывать loft-объекты наконечниками, стенки сторон выглядят тонкими и нереальными. Для соответствующей визуализации объекта можно применить модификатор Normal. Применение этого модификатора будет рассматриваться в главе 15.

ПРИМЕЧАНИЕ

Установка характеристик поверхности

Характеристики поверхности оказывают влияние на форму loft-объекта без изменения количества созданных граней. Параметры, влияющие на характеристики поверхности, находятся в свитке Skin Parameters.

Создание контура поверхности

Флажок contour управляет поворотом форм на пути так, чтобы они отслеживали кривые. Во многом Contour подобен различию между модификаторами Bend и Skew. В случае отметки Contour формы поворачиваются по мере следования кривым на пути. Contour заставляет формы оставаться перпендикулярными пути, что создает гладкие изгибы там, где путь искривляется. Если Contour не отмечен, формы остаются параллельными форме при уровне 0 пути независимо от кривых пути, и при этом создается объект, который перекашивается из стороны в сторону, а не изгибается. На рисунке 10.15 показано отличие для loft-объекта при отмеченном и неотмеченном Contour. Обычно при создании пути с кривой необходимо добиться изгиба объекта. В таких случаях отмечайте Contour.

Создание крена поверхности

Флажок Banking (крен) управляет вращением форм поперечного сечения вокруг пути, когда путь поворачивается и поднимается вдоль оси Z. Параметр Banking используется только при отмеченном Contour. Если Contour не отмечен. Banking игнорируется.

В случае отметки Banking 3DS МАХ скручивает формы поперечного сечения вокруг пути лофтинга на основе остроты изгиба пути и скорости подъема. Если Banking не отмечен, формы поперечного сечения сохраняют постоянную ориентацию по отношению к пути, как это определено формой на уровне 0. На рисунке 10.16 показано отличие в loft-объекте при отмеченном и неотмеченном Banking.

Если необходимо достигнуть полного управления углом крена, оставьте Banking неотмеченным и создайте крен вручную, с использованием деформации Twist. Деформации loft-объекта описываются в этой главе позже.

Выбор линейной или криволинейной поверхности

Флажок Linear Interpolation (линейная интерполяция) управляет интерполяцией оболочки между формами на пути. При отмеченном Linear Interpolation оболочка плотно растягивается между формами поперечного сечения. Если Linear Interpolation не отмечается, оболочка выглядит слабее и следует кривой сплайна, проходящей через формы поперечного сечения.

Флажок BLinear Interpolation следует отмечать в случае создания объектов с механической обработкой. Не отмечайте Linear Interpolation при создании органических или скульптурных объектов. На рисунке 10.17 показано отличия loft-объекта для отмеченного и неотмеченного Linear Interpolation.

При необходимости получить полное управление кривизной оболочки оставьте Linear Interpolation неотмеченным и создайте кривизну оболочки вручную посредством деформации Scale. Деформации loft-объекта описываются позже в этой главе.

Установка свойств визуализации поверхности

Заключительный набор свойств поверхности не влияет ни на количество граней, ни на форму оболочки. Параметры в свитке Surface Parameters управляют видом поверхности при визуализации.

Сглаживание поверхности

Два флажка сглаживания определяют, имеет ли объект гладкую поверхность или поверхность с гранями. Это подобно отметке и снятию отметки флажка Smooth в базовых параметрах цилиндра. Отличие состоит в том, что вы получаете управление над тем, сглаживается ли длина, ширина или и то и другое.

Отметка Smooth Length (сгладить длину) инструктирует 3DS МАХ о необходимости сглаживания объекта по длине пути. При этом создаются гладкие изгибы по мере следования объекта по искривленному пути, но при этом форма поперечного сечения визуализируется так, как будто она имеет грани. Smooth Length отмечена для верхнего объекта на рисунке 10.18.

Отметка Smooth Width (сгладить ширину) сглаживает периметр формы. Такая установка создает гладко искривленные поперечные сечения, но кривые пути визуализируются так, как будто они имеют грани. Smooth Width отмечается для среднего объекта на рисунке 10.18.

В случае отметки обоих параметров визуализируется полностью сглаженный объект. На рисунке 10.18 показан полностью сглаженный объект с тремя изгибами, объект, сглаженный только по длине, и объект, сглаженный только по ширине. Для нижнего правого объекта отмечены обе опции сглаживания.

Проецирование (mapping) поверхности

Многие созданные loft-объекты можно визуализировать с проецируемыми материалами. Есть шансы, что все объекты, за исключением простейших, пренебрегут возможностями стандартных типов проецирования, находящихся в модификаторе UVW Mapping. Для применения координат проецирования, которые следуют пути и деформациям loft-объекта, используйте собственные параметры покрытия loft-объекта. На рисунке 10.19 показана соломинка, спроецированная с использованием координат проецирования loft-объекта. Этот эффект практически невозможно продублировать при помощи других методов проецирования.

Для использования координат проецирования loft-объекта сначала необходимо отметить флажок Apply Mapping в свитке Surface Parameters. При отмеченном флажке Apply Mapping доступны следующие параметры:

• Повторение по длине (Length Repeat). Устанавливает количество повторений карты вдоль длины пути.
• Повторение по периметру (Perimeten Repeat) .Устанавливает количество повторений карты вокруг форм на пути.
• Нормализовать (Normalize). В случае отметки Normalize проекция масштабируется одинаково вдоль длины пути и вокруг периметра форм поперечного сечения. При отсутствии отметки проекция масштабируется неодинаково на основе интервалов между уровнями и вершинами. В большинстве случаев требуется отметка этого флажка.

СОВЕТ

Редактирование форм лофтинга

После размещения на пути форм поперечного сечения может потребоваться их редактирование. Редактируйте формы на пути лофтинга путем активизации Shape режима Sub-Object в панели Modify, как показано на рисунке 10.20.

Для редактирования форм лофтинга выберите loft-объект. Выберите Loft из основания Modifier Stack панели Modify. Щелкните на кнопке Sub-Object и в качестве уровня Sub-Object выберите Shape.

Выбирайте формы на loft-объекте посредством стандартной методики и используйте возможности свитка Shape Commands (команды формы).

В последующих разделах описываются различные способы редактирования форм лофтинга. В эти методы входит использование команд выравнивания в свитке Shape Commands, трансформация форм и доступ к Modifier Stack формы для к форме применения модификаторов и Edit Spline.

Сравнение форм

При размещении на пути множества форм часто требуется сравнивать положение, ориентацию или выравнивание вершин одной формы с другой. Совершенно прямые пути можно легко сравнивать за счет установки пользовательского вида, который просматривает путь по направлению вниз. А что делать, если путь искривлен? В свитке Shape Commands щелкните на Compare (сравнить) для отображения двух или более форм в окне, основанном на их пространственном положении по отношению к пути.

После щелчка на Compare отображается пустое окно Compare. Формы отображаются в окне Compare за счет выполнения щелчка на кнопке Pick Shape и последующего щелчка на формах, которые необходимо отобразить. Окно Compare отображает каждую форму на своей локальной плоскости XY, игнорируя влияние кривизны пути, Contour и Banking. Путь отображается как пересечение, общее для всех отображаемых форм. Рисунок 10.21 показывает loft-объект с искривленным путем и то, как выглядят формы в окне Compare.

В основном окно Compare используется для анализа и сравнения расположения первых вершин форм на пути. Первая вершина каждой формы выглядит как небольшая рамка.

Позиционирование форм

Существует множество способов изменения положения формы на пути. Первое решение о расположении формы делается при указании Path Level перед получением формы. После этого можно изменять положение формы с использованием методов режима Shape в Sub-Object.

Помните, что форма помещается на путь лофтинга, когда локальные оси Х и Y перпендикулярны пути, а локальная ось Z является касательной к пути. Изменение положения формы выполняется в локальной системе координат формы.

Изменение уровня пути

Изменяйте уровень пути формы путем выбора формы и изменения Path Level в свитке Shape Commands. Уровень пути формы также можно изменить посредством перемещения ее вдоль локальной оси Z. Трансформация форм будет рассмотрена далее.

Использование кнопок выравнивания

Для изменения положения формы по отношению к пути применяются кнопки выравнивания Align Left (выровнять влево). Align Right (выровнять вправо) и Center (выровнять по центру). Выберите формы и щелкните на одной из кнопок выравнивания. Кнопки выравнивания перемещают форму на локальной плоскости XY следующим образом:

• Align Left. Перемещает форму так, что отрицательная граница ее оси Х находится на пути, а форма центрируется вдоль экстентов ее оси Y.
• Align Right. Перемещает форму так, что положительная граница ее оси Х находится на пути, а форма центрируется вдоль экстентов ее оси Y.
• center, перемещает форму так, что экстенты осей Х и Y центрируются на пути.

На рисунке 10.22 показана форма в окне Compare с первоначальной ориентацией после Get Shape и результаты использования каждой функции выравнивания.

В свитке Shape Commands отсутствует кнопка, восстанавливающая форму в ее первоначальное выравнивание Get Shape с путем. При получении формы для пути, она первоначально выравнивается со своей точкой вращения на пути. Возвращайте форму к такому выравниванию посредством одного из следующих методов:

• После использования одной из кнопок выравнивания щелкните на Undo для возврата формы в предыдущее положение, предполагая, что ее предыдущее положение было выравниванием по умолчанию Get Shape.
• Поместите форму на сцену и используйте Get Shape для замены ее на текущем уровне. Недостатком такого метода является то, что теряется любая другая трансформация, которая применялась к форме на уровне Shape Sub-Object.

Удаление форм

Единственным способом удаления форм из пути является удаление их в режиме Shape Sub-Object. После входа в режим Shape Sub-Object выберите формы, которые требуется удалить, затем щелкните на кнопке Delete в свитке Shape Commands или нажмите Del на клавиатуре.

Использование трансформаций

Трансформация форм на пути подобна трансформации любого другого объекта. Основное отличие состоит в том, что система координат трансформации заблокирована до использования только локальной системы координат формы, и центром трансформации является точка, в которой путь пересекает локальную плоскость формы XY. Трансформация форм лофтинга в режиме Shape Sub-Object следует ряду специальных условий:

• Перемещение форм вдоль осей Х и Y перемещает их перпендикулярно пути.
• Перемещение форм вдоль оси Z перемещает их вдоль пути и изменяет уровень пути формы. Каждая форма ограничена положением между предшествующей и следующей формами.
• Вращение формы вокруг осей Х и Y подобно использованию деформации колебанием.
• Вращение форм вокруг оси Z вращает формы вокруг пути и подобно использованию деформации скручиванием.
• Масштабирование форм подобно использованию деформации масштабированием.
• Все трансформации Scale и Rotate, примененные к форме лофтинга можно удалять путем щелчка на Reset в свитке Shape Commands. Reset не оказывает влияния на результаты перемещения или выравнивания формы.
• Трансформации, примененные к формам на пути, являются внутренними для loft-объекта и не отражаются в экземплярах формы в любых местах сцены.

Последний пункт следует запомнить. Трансформации Scale и Rotate, примененные к формам на сцене, отбрасываются при использовании Get Shape для выбора формы для loft-объекта. Если формы лофтинга необходимо вращать или масштабировать, сначала используйте Get Shape, а затем вращайте или масштабируйте формы на пути при помощи режима Shape Sub-Object.

Модификация форм

К формам в loft-объекте можно применять модификаторы, подобные Bend, Twist или Edit Spline. Следует соблюдать особую осторожность и не применять модификаторы, преобразующие формы в объекты другого типа, такие как каркас или лоскут. Примерами подобного рода модификаторов являются Extrude и Normal. Модификаторы, преобразующие формы в объект другого типа недействительны и вызывают исчезновение loft-объекта со сцены. Loft-объект по-прежнему можно выбирать по имени через диалог Select Objects и затем удалять модификатор, нарушивший форму, для восстановления loft-объекта.

Применяйте модификатор к форме поперечного сечения с помощью одного из следующих методов:

Для применения модификатора непосредственно к форме лофтинга:

1. Выберите форму в режиме Shape Sub-Object.
2. Выберите объект Shape ниже loft-объекта в Modifier Stack. Объект Shape появляется в Modifier Stack только после выбора формы в режиме Shape Sub-Object.
3. Примените к форме модификатор.

Работа непосредственно с формами может привести в замешательство из-за отличий между локальными системами координат формы и loft-объекта. Большинство считает, что проще применять модификаторы к экземпляру loft-объекта где-нибудь еще на сцене, и это главная причина, по которой вместе с Get Shape используется опция Instance.

Для применения модификатора к форме лофтинга выполните следующие шаги:

1. Выберите экземпляр формы лофтинга, но не сам loft-объект.
2. Примените модификатор к экземпляру.

Если опция Instance не используется с Get Shape, экземпляр формы лофтинга можно поместить обратно на сцену через кнопку Put в свитке Shape Commands.

Анимация форм

Можно создавать множество эффектов анимации за счет выполнения анимации с формами на пути для лофтинга. Анимация форм выполняется с пользованием следующих трех методов:

• Анимация базовых параметров параметрической формы лофтинга.
• Анимация модификаторов, примененных к форме лофтинга.
• Использование модификаторов XForm с Edit Spline для выполнения анимации с отдельными вершинами форм лофтинга.

Отметим, что в эти методы входит работа со стеком модификаторов формы. Анимация экземпляров формы лофтинга является самым простым способом установки такого вида анимации.

Редактирование путей лофтинга

Путь лофтинга можно редактировать точно так же, как редактируются формы поперечного сечения. Редактируйте путь лофтинга, войдя в режим Path уровня Sub-Object на панели Modify (см. рис. 10.23). Для редактирования путей лофтинга выполните следующее:

1. Выберите loft-объект.
2. Выберите Loft в основании Modifier Stack панели Modify.
3. Щелкните на кнопке Sub-Object и выберите Path уровня Sub-Object.

При входе в режим Path Sub-Object путь выбирается автоматически, поскольку каждый loft-объект имеет только один путь. После входа в режим Path Sub-Object доступно небольшое число опций. В свитке Path Commands имеется только одна кнопка для помещения пути на сцену и все кроме одной трансформации на линейке инструментов являются неактивными. Единственная доступная трансформация - это вращение вокруг локальной оси Z формы пути на уровне 0 пути.

Применение модификаторов к формам пути следует той же самой процедуре, которая описана для модификации форм поперечного сечения. Как и для форм поперечного сечения, наилучшим методом является модификация экземпляра пути формы где-то в другом месте сцены и наблюдение оказываемого влияния на loft-объект.

Далее рассматриваются темы, описывающие несколько методов создания и модификации форм путей для лофтинга.

Замкнутые пути

Замкнутым путем является любой путь, у которого первая и последняя вершины объединены. Можно создать путь, который выглядит замкнутым, но не имеет объединения первой и последней вершины. Что касается 3DS МАХ, такой путь является разомкнутым.

Замкнутые пути имеют следующие отличительные особенности:

• Они не накрываются колпачками, поскольку у них нет начала и конца.
• При сглаживании вдоль длины у них нет шва в том месте, где встречаются первая и последняя вершины.

Возвратные пути

Очень мощной, но редко упоминаемой возможностью, является возможность возврата по пути. Наилучшим способом продемонстрировать это является исследование объекта, использующего такой метод. На рисунке 10.24 показана модель механического гнезда, которое использует возвратный путь.

На первый взгляд кажется, что этот loft-объект использует прямой путь. Только после анализа оболочки loft-объекта или манипуляции вершинами на пути, вскроется настоящий эффект. На самом деле то, что кажется простым прямым путем, является замкнутым путем с тремя вершинами, который раздваивается при возврате по нему. На рисунке 10.25 показана диаграмма объекта с возвратным путем, разделенным для показа места расположения формы. В таблице 10.1 описано, что случается с таким объектом.

Таблица 10.1 Анализ пути гнезда.

Удобным способом визуализации пути такого типа является представить себе спортивный бандаж. Растяните бандаж и путь пройдет через его центр - ткань представляет собой поверхность, созданную формами пути. Если вывернуть бандаж, путь раздваивается; то, что было внутренней поверхностью бандажа становится его внешней поверхностью. Закрытие пути подобно разрезу на нижней части бандажа и сшиванию его концов.

Проанализировав путь гнезда можно видеть, что в месте раздвоения пути формы на пути становятся отверстиями, просверленными в объекте. Многие для создания таких форм используют булевы выражения. С помощью такого метода лофтинга можно создавать более эффективные и предсказуемые объекты.

Интересным эффектом возвратных путей является их влияние на сглаживание. При визуализации гнезда вы увидите, что 3DS МАХ пытается сгладить плоский конец там, где путь раздваивается назад. При выполнении лофтинга с возвратным путем не отмечайте опцию Smooth Length, но выполните сглаживание вручную путем применения модификатора Smooth.

Анимация путей лофтинга

За счет выполнения анимации формы пути для лофтинга можно создавать множество анимационных эффектов. Методы анимации формы пути лофтинга включают в себя:

• Анимацию базовых параметров параметрической формы пути лофтинга.
• Анимацию модификаторов, примененных к форме пути лофтинга.
• Использование модификаторов XForm вместе с Edit Spline для анимации отдельных вершин формы пути лофтинга.

Отметим, что все три метода включают в себя работу со стеком модификаторов формы. Анимация экземпляров формы пути лофтинга является простейшим способом установки подобного вида анимации.

Использование кривых деформации лофтинга

За счет манипуляции путем или размещения вдоль пути различных форм можно выполнить только немногое. Достаточно важным инструментом создания Ion-объектов являются деформации. Настоящий раздел книги посвящен первым четырем деформациям - масштабированию (Scale), скручиванию (Twist), колебанию (Teeter) и фаске (Bevel). Последняя опция деформации Fit (подгонка) рассматривается в отдельном разделе главы.

Перед переходом к конкретным командам деформации следует познакомиться с общими аспектами, которые используются всеми сетками деформации. На рисунке 10.26 показано типовое окно деформации. В общем случае вертикальные линии представляют собой уровни на пути (сплошные линии для уровней, содержащих формы, и пунктирные уровни для уровней вершин путей и других уровней). Горизонтальные линии определяют значения сетки деформации. Кривая является кривой управления деформацией. Окно деформации может отображать до двух кривых, красную для деформации по оси Х и зеленую - по оси Y.

Ниже приведен список, который необходимо помнить при работе с сетками деформации:

• Фиксация работает со значениями вертикальных сеток. При фиксации интервала, установленного в 10 единиц, и включенной Snap вы ограничены инкрементами в 10% по сеткам Scale и инкрементами в 10° по сеткам Twist и Teeter. Snap не оказывает влияния на горизонтальное положение пути в графике.
• Всегда проверяйте установку кнопки Make Symmetrical (сделать симметричным). Кнопка Make на линейке инструментов окна деформации Symmetrical используется Scale и Teeter. Всегда принимайте решение о том, нужны ли вам настройки, чтобы сделать все независимым или симметричным по отношению к осям Х и Y, и анализируйте состояние кнопки Make Symmetrical перед тем, как производить эти настройки.
• Помните, что кривая деформации не является путем. Легко предположить, что кривая деформации - то же самое, что и путь. Форма и интервал точки управления на кривой деформации полностью независимы от пути. Хотя форма кривой деформации управляет формой loft-объекта, он необязательно выглядит как окончательный loft-объект.
• Количество Path Steps и установка флажка Adaptive Path Steps определяют как близко отслеживается сетка деформации. Значение кривой деформации применяется на каждом шаге и уровне пути. Если Adaptive Path Steps отмечен, для каждой точки управления в кривой деформации вставляются новые уровни.

За счет анимации значения и процента пути в точках управления кривой деформации можно создавать фантастические анимационные эффекты. Примером является анимация выпуклости, которая продвигается через объект путем анимации деформации масштаба. Для анимации точки управления деформацией выполните следующее:

1. Выберите точку управления на сетке деформации.
2. Включите кнопку Animate.
3. Переместите ползунок времени на новый кадр.
4. Переместите точку управления или введите новые значения процентов пути и величины деформации в поля в нижней части окна деформации.

Использование масштабной деформации

Используйте окно Scale Deformation (масштабная деформация) для изменения масштаба по оси Х и Y формы. Базовая точка масштабирования всегда находится на пути. Мощной опцией моделирования является деформация масштаба на формах, которые не центрированы по отношению к пути. На рисунке 10.27 показана приборная ручка, из которой создан loft-объект посредством масштабирования формы с ребром, выровненным с путем.

Использование деформации скручиванием

Сетка деформации Twist управляет вращением формы вокруг пути. Аналогичные эффекты можно создать за счет размещения на пути множества форм на пути и вращения их на уровне Shape Sub-Object, но большинство предпочитает применять сетку деформации Twist.

Использование деформации колебанием

Колебания (Teeter) позволяет вращать форму вокруг осей Х и Y перпендикулярно к пути. Колебания со смещением формы от пути часто используются для генерации объектов, которые трудно получить с помощью других способов. На рисунке 10.28 показана дуга, созданная при помощи лофтинга по оси Х Teeter.

Использование деформации фаской

Использование деформации фаской (Bevel) подобно производственной операции снятия фаски. Вы используете кривую деформации для указания точных единиц среза назад или для того, чтобы вытолкнуть форму из ее первоначального размера. Фаски лучше всего работают с большими блочными формами. На тонких формах или формах с острыми точками фаски выполнять трудно. Для таких форм следует использовать модификатор Bevel или другие методы моделирования.

Иногда попытка выполнения фаски приводит к пересечению формы, ошибкам визуализации или даже исчезновению некоторых граней объекта. Помните, что кривую деформации Bevel можно использовать для добавления размера к форме, а также для ее среза назад. Часто смена направления фаски позволяет продолжить операцию.

На рисунке 10.29 показаны две различные сетки деформации Bevel. Обе они создают объект с внутренней фаской на 10 единиц. Первая сетка начинается со среза формы внутрь на 10 единиц и разрешает ей расширяться обратно до первоначального размера. Вторая сетка начинается с формы первоначального размера и затем расширяется наружу на дополнительные 10 единиц. Результирующие объекты каркаса очень похожи, но одну из фасок можно выполнить там, где нельзя выполнить другую.

Создание посредством деформации подгонкой

Заключительной деформацией является деформация Fit (подгонка). Используйте этот тип деформации для создания трехмерных объектов с помощью указания профиля вершины, стороны и вида на объект спереди. Эта команда имеет несколько ограничений, но все равно остается быстрым и мощным методом генерации сложной геометрии.

Эта деформация основана на задании трех форм, служащих профилями трехмерного объекта. 3DS МАХ ссылается на эти формы как Fit X, Fit Y и Loft Shape. Fit X и Fit Y представляют собой виды объекта сверху и сбоку и фактически служат пределами масштабирования для Loft Shape. Loft Shape можно считать видом спереди или видом поперечного сечения объекта, и именно эта форма передается вдоль пути.

При создании таких форм упорядочьте их с помощью метода, по которому чертежник рисует их вручную. Другими словами, сначала нарисуйте вид сверху, спроектируйте справа или слева вид сбоку, затем спроектируйте внизу вид спереди. Такой метод облегчает контроль того, что вид сверху и вид сбоку имеют одинаковую длину. На рисунке 10.30 показан пример компоновки форм, готовых для импорта в окно деформации Fit.

СОВЕТ

Установка деформации Fit в 3D Lofter требует создания loft-объекта и выбора форм подгонки в окне деформации Fit. При этом необходимо выполнить следующие шаги:

1. Создайте формы подгонки, форму вида спереди или форму поперечного сечения, а также форму пути.
2. Выберите форму пути и щелкните на Loft в панели Create.
3. Щелкните на Get Shape и выберите форму поперечного сечения.
4. Перейдите к панели Modify, расширьте свиток Deformations и щелкните на кнопке Fit.
5. Проверьте состояние кнопки Make Symmetrical. Чаще всего приходится отделять формы подгонки для вида на объект сверху и сбоку, поэтому Make Symmetrical следует выключить.
6. В окне Fit Deformation щелкните на Display X Axis (отобразить ось X), щелкните на Get Shape и выберите форму вида сверху для импорта в окно Fit Deformation как форму Fit X.
7. Щелкните на Display Y Axis (отобразить ось Y), щелкните на Get Shape и выберите форму вида сбоку для импорта в окно Fit Deformation как форму Fit Y.
8. Щелкните на Generate Path (генерировать путь), чтобы 3DS МАХ обработал формы для подгонки и сгенерировал путь лофтинга объекта.

На рисунке 10.31 показана установка Fit Deformation и loft-объект, созданный из форм рисунка 10.30. За счет использования приведенных ниже правил ваши шансы успешного выполнения деформации Fit увеличатся:

• Форма вида сверху (Fit X) и форма вида сбоку (Fit Y) должны иметь одинаковую длину. Это требование не является точным, но при разной длине обеих форм 3DS МАХ будет масштабировать первую импортируемую форму для согласования с длиной второй формы.
• Для каждой вершины на пути форм видов сбоку (FitY) и сверху (FitX) помещается уровень. Сложность окончательного объекта можно значительно упростить, выстроив в ряд вершины в двух формах.
• На путь можно помещать множество форм вида спереди или форм поперечного сечения. Если поперечное сечение объекта изменяется вдоль пути, импортируйте на этом уровне другую форму. Многие упускают такую возможность. Применение данного метода показано на примере лодки позже в этой главе.
• После щелчка на Generate Path путь можно редактировать. Фактически кнопку Generate Path можно игнорировать полностью и использовать формы подгонки на любом пути, созданном вручную.

В "Руководстве пользователя 3D Studio MAX" приведены четыре основных ограничения для форм Fit X и Fit Y:

• Формы подгонки должны быть одиночным сплайном. Контуры или вложенные формы не допускаются.
• Форма подгонки Должна быть замкнутой.
• Искривленные сегменты не должны расширяться за пределы первой или последней вершины формы на оси X.
• Формы подгонки не должны содержать подрезании. Простым способом проверки подрезании является представление линии, выровненной с локальной осью формы Y, проходящей через формы. Если можно поместить линию так, что она разрезает форму более, чем в двух местах, значит имеет место подрезание. На рисунке 10.32 показаны подрезания, выявленные с помощью такого метода.

Уже первое ограничение предотвращает использование формы в качестве формы для подгонки. Формы с очень искривленными сегментами или подрезаниями можно выбирать в качестве форм для подгонки, и 3DS МАХ будет делать кривые более плоскими и игнорировать подрезания.

Следующий пример демонстрирует, как использовать деформацию Fit для создания loft-объекта корпуса лодки. Важное изменение заключается в использовании множества форм на пути, что позволяет вырезать место для сидения.

Лофтинг гребной лодки, полученный с помощью деформации Fit

Первым шагом является создание исходных форм, определяющих путь, поперечные сечения и формы для подгонки. Все эти формы рисуются на виде сверху.

1. Нарисуйте формы вида сверху и вида сбоку для корпуса лодки; определите длину обеих форм равной 240 единицам.
2. Нарисуйте для лодки две формы поперечного сечения. Одна из форм является сплошной, а другая полой. Помните о том, что расположение первой вершины имеет важное значение при использовании на пути множества форм. Первой вершиной для форм поперечного сечения является киль. И, как вы помните из предьщущего раздела "Согласование вершин", количество вершин у двух форм согласовывать не нужно, однако, согласованные вершины обеспечивают ' большее управление поверхностью лофтинга. Для примера лодки добавление дополнительных вершин на верхушке простой сплошной формы для согласования с вершинами полой формы создает более чистую поверхность.
3. Нарисуйте прямую горизонтальную линию, которая будет использоваться в качестве пути. Для упрощения рисования пути можно включить Snap. Формы и расположение их первых вершин показаны на рисунке 10.33. Затем создайте loft-объект и выберите формы для подгонки.
4. Выберите форму для пути и щелкните на Loft в панели Create.
5. Щелкните на Get Shape и выберите сплошную форму поперечного сечения. Теперь имеется основной loft-объект. Может потребоваться выбрать Smooth с затенением Highligts в виде Perspective так, чтобы по мере перехода к оставшейся части упражнения можно было видеть оболочку лофтинга.
6. Перейдите к панели Modify и щелкните на Fit в свитке Deformations.
7. В окне Fit Deformation выполните следующее: выключите Make Symmetrical, щелкните на Display X Axis, щелкните на Get Shape и щелкните на форме вида сверху (Fit X) для лодки.
8. Щелкните на Display Y Axis, щелкните на Get Shape и щелкните на виде сбоку для лодки.
9. Щелкните на Generate Path и закройте окно Fit Deformation. Шаг 9 не нужен, если рисуется путь длиной в 240 единиц (для согласования форм подгонки), но это удобный способ, чтобы путь имел длину такую же, как у форм для подгонки.
   В следующий шаг входит размещение на пути дополнительных форм поперечного сечения. Размещайте сплошную форму возле носа и кормы лодки для создания шпангоутов. Затем разместите возле сплошных форм полые формы, чтобы создать место для сидения.
10. В свитке Path Parameters установите Path Level в 15%.
11. Щелкните на Get Shape и щелкните на сплошной форме поперечного сечения.
12. Установите уровень пути в 15.01% и получите полую форму поперечного сечения. Поместите полую форму настолько близко к сплошной форме, чтобы создавалось впечатление, что оболочка лофтинга опускается прямо в полую форму.
13. Для кормового шпангоута поместите полую форму поперечного сечения на путь с уровнем 90.0%, а сплошную форму - на путь с уровнем 90.01%.
14. В свитке Surface Parameters снимите отметку Smooth Length.
    Быстрый переход от сплошной формы к полой вызывает ошибки визуализации при отмеченном Smooth Length. Для точной настройки гладкости поверхности модификатор Smooth можно применить позже.

Loft-объект должен выглядеть подобно объекту на рисунке 10.34. Если кажется, что форма выровнена неправильно на пути, войдите в режим Shape Sub-Object, выберите все формы и щелкните на Center в свитке Shape Commands.